Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

水面上パルス放電 / パルスパワー / 気液界面 / ラジカル / イオン

液面放電を連続的に発生することが可能な高電圧バーストパルス発生電源の開発を行った。構成として、パルス電源には、MOS-FETとコンデンサによって構成した回路を用いた。パルス電源は2回路用い、その出力端を、ダイオードで結合することによって、200 ns以上の遅延時間で連続的に2回のパルス電圧の発生を可能とした。またパルス幅は200 ns以上で可変であり、制御性が高いことを確認した。パルス発生電源の開発に平衡して、単発パルス放電の特性評価を行った。ICCDカメラは露光時間を20 nsとして連続的な撮影を行った。その結果、液面放電の進展速度は導電率に依らず0.3~0.4 mm/ns程度となり、正極性に比べ負極性の方がわずかに速度が速いことがわかった。放電の様相も正極よりも負極の方が直進に進展しており進展長も長いことがわかった。放電の進展長は、導電率が高い場合に減少する。次に、有機染料であるインジゴカルミンをヒドロキシラジカルの化学プローブとして用い、溶液中へのラジカル供給効率を評価した。有機染料の分解量すなわち、溶液へのヒドロキシラジカルの供給量は正極の方が大きいことがわかった。また、ヒドロキシラジカルの再結合によって生成される過酸化水素を測定したところ、過酸化水素の生成量も同様に正極の方が大きく、溶液へのヒドロキシラジカルの溶解量が大きいことがわかった。また、また，接地電極材料として鉄や銅を使用した場合、それぞれ正極、負極性に、白金やステンレスを使った場合と比較し、有機染料の分解量が増加する傾向にあることがわかった。これは接地電極から溶け出した金属イオンによる酸化力が要因だと考えられる。

プラズマ / 環境 / プロセス / 省資源 / 省エネルギー / 量子反応 / イオン / ラジカル

シリコン系分野を対象として,環境調和型の量子反応制御プロセスを探索するために,材料・電子工学・物理・化学分野の11名の研究者の協力のものに調査研究を行った.その結果,下記の成果が得られた.
1.低環境負荷型新プロセス材料として,金属酸化絶縁膜,シリコン酸化膜系低誘電率膜等をプラズマを用いて形成する材料プロセスが有望であることが明らかになった.特に,薄膜形成に必要な清浄表面形成方法としてプラズマからの原子状酸素を用いた省エネルギープロセスが極めて有効であることが分かった.
2.放射光を利用した低環境負荷反応制御法によりシリコン極微細構造の形成が可能であることを明らかにした.次世代の超精密微細加工技術としての有効性を確認した.
3.負イオンビームを用いた低環境負荷プロセスにより,炭素薄膜などの新規材料の創製が可能であることが判明した.さらに,高エネルギーイオンビーム注入法により半導体材料中に自己組織的にナノサイズの構造を形成でき,新しいデバイス作成プロセスとしての可能性を見出した.
4.ガスを用いないで固体ソースによる新しいガス供給系を開発し,エッチングおよび薄膜堆積へ適応可能な新しい環境調和型ナノプラズマプロセスが創製できることを明らかにした.また,気相および表面反応の計測技術とシミュレーション技法を駆使することが量子反応の精密制御と高効率化に極めて重要であることが明らかになった.
これらの調査研究結果については,「環境調和量子反応制御プロセス研究報告会」を3回開催し,組織的に相互に報告し活発な議論行った.また,適宜,外部から専門家を招へいし情報収集を行った.これらの調査研究成果を基にして,研究内容と体制を十分に吟味して,平成12年度特定領域研究(B)「環境調和型ナノプラズマプロセスの基礎」を組織し,申請するに至った.

【研究分担者】
高木浩一	岩手大学	理工学部	教授	(Kakenデータベース)
竹内希	東京工業大学	工学院	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
石川順三	京都大学	大学院・工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
庭野道夫	東北大学	電気通信研究所	教授	(Kakenデータベース)
河合良信	九州大学	大学院・総合理学研究科	教授	(Kakenデータベース)
真壁利明	慶応大学	理工学部	教授	(Kakenデータベース)
八百隆文	東北大学	金属材料研究所	教授	(Kakenデータベース)